CaO-SiO_2-FeO_x-MgO氧化物体系液相区及相关系计算

2.配料2.1 概述烧结配料是按烧结矿的质量指标要求和原料成分，将各种原料（含铁料、溶剂、燃料等）按肯定的比例协作在一起的工艺过程,相宜的原料配比可以生产出数量足够的性能良好的液相，相宜的燃料用量可以获得强度高还原性好的烧结矿。

对配料的基本要求是精确。

即依据计算所确定的配比，连续稳定配料，把实际下料量的波动值掌握在允许的范围内，不发生大的偏差。

实践表明，当配料发生偏差，会影响烧结过程的进行和烧结矿的质量。

生产中，当烧结机所需的上料量发生变化时，须按配比精确计算各种料在每米皮带或单位时间内的下料量；当料种或原料成分发生变化时，则应按规定要求，重新计算配比，并精确估计烧结矿的化学成分。

2.2 配料方法一一质量配料法此法是按原料的质量进行配料的一种方法。

其主要装置是皮带电子称一一自动掌握调整系统一一调速圆盘给料机，配料时，每个料仓配料圆盘下的皮带电子称发出瞬时送料量信号，此信号输入调速圆盘自动调整系统，调整部分即依据给定值信号与电子皮带秤测量值信号的偏差，自动调整圆盘转速，达到所要求的给料量，质量配料系统如图1所示质量配料法可实现配料的自动化，便于电子计算机集中掌握与管理，配料的动态精度可高达O∙5%τ%,为稳定烧结作业和产品成分制造了良好条件，也是劳动条件得到改善。

2.3 配料室（本厂）配料室采纳单列布置，15个矿槽,混匀矿槽上采纳移动B=IOOO 卸料车向各配料槽给料•；无烟煤、焦粉、冷返矿矿槽上采纳B=650固定可逆胶带机向各配料槽给料。

生石灰用外设压缩空气将汽车罐车送来的生石灰送至配料槽。

混匀矿采纳¢2500圆盘给料机排料，配料电子称称重；燃料和溶剂及冷返矿直接用配料电子称拖出；生石灰的排料、称量及消化通过叶轮给料机、电子称及消化器完成。

以上几种原料按设定比例经称量后给到混合料的B=800胶带机上。

料槽侧壁安给定值图1质量配料系统装振动电机，防止料槽闭塞。

配料主要设施A圆盘给料机a特点：给料粒度范围大（0-5O m ln）,给料匀称精确，调整简单、运转平稳牢靠, 管理便利。

cao-sio2-feox-mgo氧化物体系液相区及相关系计算氧化物体系液相区计算是利用物理、化学和数学方法，研究固体和液体的结构、反应和热力学性质的多相体系的一种方法。

本文主要阐述Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区的计算。

Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区是一个复杂的体系，它是由五种核心组件Alg、CaO、SiO2、FeOx和MgO组成的。

它形成一个液相结构，它的化学活化能被称为固液平衡(SLB)能，它规定一个物质可以在液体和固体之间转换，如果固液平衡能满足一定要求，液相体系将会出现。

Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区计算可以分为两个步骤。

首先，应该建立一个大的数据库，将体系中所有化学物质及其相互关系的热力学、反应和物理数据均录入系统；其次，根据实验测试(视温度而定)及SLB计算查询出液相体系。

另外，还需要计算出液相体系中化学物质的分布和组份浓度，以便更直观地了解各组件之间的交互作用。

Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区计算主要应用于物理、化学和矿物方面的研究。

它可以更深入地了解液相体系的动力学反应，包括电导率和pH等参数的探测。

此外，由于液相及其组件分布的计算，还可以应用于高温、高压情况下各固液相間的动力学反应分析中。

通过上述分析，可以评估Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区的性质，并更准确地预测氧化物体系在高温高压条件下的动力学反应。

Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区计算也可以用于液体体系的其他应用，比如资源利用、原料优化等。

综上所述，Alg-CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区的计算是一项复杂的任务，它帮助我们更好地理解固液反应的动力学行为，并影响到多相体系所能发挥的应用效果。

实验报告硅酸盐水泥中SiO2，Fe2O3含量测定一、实验目的：1.掌握水浴加热，沉淀过滤，洗涤，炭化，灰化，灼烧等技术。

2.掌握氯化铵重量法测定水泥中硅酸盐含量的方法。

3.学习配位滴定法测定水泥中Fe2O3，Al2O3等含量的测定方法。

4.学会各种方法的测量条件、指示剂的选择，并有一定的鉴别能力5.复习平时分析化学实验所学习的基本原理和实验操作6.掌握化学实验常用的滴定操作，明白酸碱标准溶液的配制以及标定方法原理，熟练掌握方法和操作。

7.掌握CuSO4和EDTA标准溶液的配制与标定二、实验原理：（一）. SiO2含量测定------重量法1.硅酸盐水泥熟料主要由氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）和氧化铁（Fe2O3简写为 F）四种氧化物组成。

通常这四种氧化物总量在熟料中占95％以上。

每种氧化物含量虽然不是固定不变，但其含量变化范围很小，水泥熟料中除了上述四种主要氧化物以外，还有含量不到5％的其他少量氧化物，如氧化镁(MgO)、氧化钛(Ti02)、三氧化硫(S03)等。

2.水泥熟料中碱性氧化物占60%以上，因此宜采用酸分解。

水泥熟料主要为硅酸三钙（3CaO•SiO2）、硅酸二钙（2CaO•SiO2）、铝酸三钙（3CaO•Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO•Al2O3•Fe2O3）等化合物的混合物。

这些化合物与盐酸作用时，生成硅酸和可溶性的氯化物，反应式如下： 2CaO•SiO2+4HCl→2CaCl2+H2SiO3+H2O 3CaO•SiO2+6HCl→3 CaCl2+H2 SiO3+H2O3CaO•Al2O3+12HCl→3 CaCl2+2AlCl3+6H2O4CaO•Al2O3•Fe2O3+20HCl→CaCl2+AlCl3+2FeCl3+H2O硅酸是一种很弱的无机酸，在水溶液中绝大部分以溶胶状态存在，其化学式以 SiO2•nH2O 表示。

在用浓酸和加热蒸干等方法处理后，能使绝大部分硅胶脱水成水凝胶析出，因此可利用沉淀分离的方法把硅酸与水泥中的铁、铝、钙、镁等其他组分分开。

2017年12月第42卷第远期耐大与石灰.4怨窑固相-熔渣边界的腐蚀轮廓摘要：耐火材料腐蚀构成了固相熔解到熔化物中的高温过程。

熔解是一个改变固相和液相化学组成的物理化 学过程。

液相层中富含熔解物，且与固相表面接触，这导致了熔化物结构的变化，也造成了接触层物理性能的改变，激发了熔化物在有效扩散层上发生垂直的和水平的流动，而这个过程形成了固相腐蚀轮廓。

本文描述了润湿角、黏度、熔体密度和自由对流环境中的表面张力对固相表面腐蚀轮廓形状的影响。

本文以FeO-SiO:-CaO-MgO系统为例，描述了经实验测试的熔化物在其物理性能基础上形成的腐蚀轮廓，可用于研究M g〇w-[FeO-Si〇2-CaO]⑴系统中腐蚀轮廓的形成。

关键词：腐蚀轮廓；熔化物；相界面曰润湿角中图分类号：TQ175.13 文献标识码：A文章编号院员远苑猿-苑苑怨圆（圆园员苑）园远-园园源怨-园猿1固相-液相的边界反应当反应产物释放到初始熔化物中时，固相熔解 可视为多相反应的过程。

该过程的部分步骤如下: 1冤反应成分的质量传递向相界面（向表面）进行，2冤表面反应以及3冤反应产物的质量传递从表面向熔 化物内部进行。

整个过程的反应速度由最缓慢的反应决定。

如 果表面反应速度很快，那么整个熔解速度将取决于 质量传递-扩散速度。

在氧化物热熔粘接剂高黏性 的情况下，产物从反应表面扩散到熔化物内部有决 定性的作用。

我们区分静止和流动液相中的质量传递，即分 子扩散和对流扩散。

第一种情况符合不稳定的稳态 扩散过程（没有对流冤曰第二种情况,在最初的一段 静止期过后过程变得稳定，这个时间点就是扩散流 通过熔化物表面的固相物质稳定化的薄层的那个时 间。

边界层厚度可根据水力的和动力学的参数进行 计算。

很有必要区分扩散边界层和速度边界层。

这 些层的厚度不同于且依赖于液体流动速度，其熔化 物流速在0耀增（增是初始熔化物的流速）之间变化。

熔化物具有零流速值，接近于固相表面。

材料科学基础习题1 ．固体硫有两种晶型( 单斜硫、斜方硫) ，因此硫系统可能有四个相，如果某人实验得到这四个相平衡共存，试判断这个实验有无问题。

2 ．图（1 ）是具有多晶转变的某物质的相图，其中DEF 线是熔体的蒸发曲线。

KE 是晶型I 的升华曲线；GF 是晶型II 的升华曲线；JG 是晶型Ⅲ的升华曲线，回答下列问题：(1) 在图中标明各相的相区，并把图中各无变点的平衡特征用式子表示出来。

(2) 系统中哪种晶型为稳定相? 那种晶型为介稳相?(3) 各晶型之间的转变是单向转变还是双向转变?3 ．在SiO2系统相图中，找出两个可逆多晶转变和两个不可逆多晶转变的例子。

4 ．根据Al2O3—SiO2 系统相图说明：(1) 铝硅质耐火材料，硅砖( 含SiO2>98 ％) 、粘土砖( 含Al2O3 35 ～50 ％) 、高铝砖( 含Al2O3 60 ～90 ％) 、刚玉砖( 含Al2O3>90 ％) 内，各有哪些主要的晶相。

(2) 为了保持较高的耐火度，在生产硅砖时应注意什么?(3) 若耐火材料出现40 ％液相便软化不能使用，试计算含40(mol) Al2O3的粘土砖的最高使用温度。

5 ．在CaO-SiO2系统与Al2O3-SiO2系统中SiO2的液相线都很陡，为什么在硅砖中可掺人约2 ％的CaO 作矿化剂而不会降低硅砖的耐火度，但在硅砖中却要严格防止原料中混入Al2O3 否则会使硅砖耐火度大大下降。

6 ．加热粘土矿物高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O) 至600 ℃时，高岭石分解为水蒸气和Al2O3·2SiO2，继续加热到1595 ℃时会发生什么变化？在这温度下长时间保温达到平衡，系统的相组成如何？当系统生成40 ％液相时，应达到什么温度？在什么温度下该粘土完全熔融?7 ．图（２）是最简单的三元系统投影图，图中等温线从高温到低温的次序是t 6 >t 5 >t 4 >t 3 >t 2 >t 1 根据此投影图回答：(1) 三个组分A 、B 、C 熔点的高低次序是怎样排列的。

烧结工艺流程一、我厂烧结机概况：我厂90M2带式抽风机是有鞍山冶金设计研究总院设计。

设计利用系数为1.57t/m·h。

（设备能力为2.0 t/m·h）作业率90.4%，年产烧结矿224万吨。

产品为冷烧结矿；温度小于120℃；粒度5—150mm；0—5mm粉末含量小于5%；TFe55%；FeO小于10%；碱度2.0倍。

配料采用自动重量配料强化制粒烧结工艺。

厚料层烧结、环式鼓风冷却机冷却烧结矿。

冷烧结矿经整粒筛分；分出冷返矿及烧结机铺底料和成品烧结矿。

选用了高效主抽风机等节能设备，电器控制及自动化达到国内同类厂先进水平，采用以PLC为核心的EIC控制系统，构成仪电合一的计算机控制系统。

仪表选用性能良好的电动单元组合仪表智能型数字显示仪表等，对生产过程的参数进行指示；记录；控制；自动调节，对原料成品及能源进行计量，在环境保护方面采用静电除尘器，排放浓度小于100mg/m3，生产水循环使用，实现全厂污水零排放。

采取多项措施对薄弱环节设备采用加强型及便于检修的设备，关键部位设电动桥式吊车，有储存时间8小时的成品矿槽以提高烧结机作业率，使烧结和高炉生产互不影响。

二、什么叫烧结工艺：烧结工艺就是按高炉冶炼的要求把准备好的铁矿粉、熔剂、燃料及代用品，按一定比例经配料、混料、加水润滑湿。

再制粒、布料点火、借助风机的作用，使铁矿粉在一定的高温作用下，部分颗粒表面发生软化和熔化，产生一定的液相，并与其他末熔矿石颗粒作用，冷却后，液相将矿粉颗粒粘成块这个过程为烧结工艺。

三．烧结的方法按照烧结设备和供风方式的不同烧结方法可分为：1）鼓风烧结如：烧结锅、平地吹；2）抽风烧结：①连续式如带式烧结机和环式烧结机等；②间歇式如固定式烧结机有盘式烧结机和箱式烧结机，移动式烧结机有步进式烧结机；3）在烟气中烧结如回转窑烧结和悬浮烧结。

四．烧结矿的种类：CaO/SiO2小于1为非自熔性烧结矿；碱度为1-1.5是自熔性烧结.矿碱度为1.5~2.5是高碱度烧结矿；大于2.5是超高或熔剂性烧结矿。

第14卷第3期2023年6月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.3Jun. 2023CaO-SiO 2-MgO-Al 2O 3-FeO-Cr 2O 3渣系中铬尖晶石析出行为的热力学计算苏丽娟， 许继芳*， 左龙（苏州大学沙钢钢铁学院，江苏 苏州 215021）摘要：不锈钢渣中铬赋存在尖晶石相中，可防止Cr 6+浸出。

将不锈钢中重金属Cr 选择性富集、稳定化，有利于提高不锈钢渣综合利用率。

本文基于熔渣非平衡凝固理论，研究了碱度、MgO 及FeO 含量对CaO-SiO 2-MgO-Al 2O 3-FeO-Cr 2O 3不锈钢渣体系凝固过程中尖晶石相析出温度、析出量及化学组成的影响。

计算结果表明：CaO-SiO 2-MgO-Al 2O 3-FeO-Cr 2O 3渣析出相主要有Ca 2SiO 4、Ca 2MgSi 2O 7、Ca 2Al 2SiO 7、尖晶石相等。

MgCr 2O 4尖晶石析出量随碱度增加而逐渐增大，提高碱度可抑制FeCr 2O 4析出。

当温度降低至1 000 ℃，MgO 含量为8%~12%时，渣中MgCr 2O 4尖晶石析出量最大，FeCr 2O 4尖晶石析出量随MgO 含量的增加而降低。

随着FeO 含量升高，MgCr 2O 4尖晶石析出量降低，FeCr 2O 4尖晶石析出量增加，FeO 不利于Cr 在MgCr 2O 4尖晶石相中的富集。

不锈钢渣中含铬尖晶石相析出的实验结果验证了热力学计算结果，碱度为1.5时，不锈钢渣中铬在尖晶石相中的富集率约为93%。

关键词：不锈钢渣；铬尖晶石；析出相；热力学分析中图分类号：TF703.6 文献标志码：AThermodynamic calculation of precipitation behavior of chromium spinelin the CaO-SiO 2-MgO-Al 2O 3-FeO-Cr 2O 3 slag systemSU Lijuan, XU Jifang *, ZUO Long（Shagang School of Iron and Steel ， Soochow University ， Suzhou 215021，Jiangsu ，China ）Abstract: Chromium existing as a spinel phase in stainless steel slag can prevent the leaching of Cr 6+ into the environment. Chromium in stainless steel is selectively enriched and stabilized ， which is beneficial to improve the comprehensive utilization rate of stainless steel slag. Based on slag non-equilibrium solidification theory ， the effects of basicity ， MgO and FeO contents on the precipitation temperature ， precipitation amount and chemical composition of the spinel phase during the solidification process of the CaO-SiO 2-MgO-Al 2O 3-FeO-Cr 2O 3 stainless steel slag system were studied ， respectively. The results show that the precipitated phases of CaO-SiO 2-MgO-Al 2O 3-FeO-Cr 2O 3 are mainly Ca 2SiO 4， Ca 2MgSi 2O 7， Ca 2Al 2SiO 7 and spinel phase. The precipitation amount of MgCr 2O 4 spinel gradually increases with increasing basicity ， which can inhibite FeCr 2O 4 precipitation. When the temperature is reduced to 1 000 ℃ and MgO content ranges from 8% to 12%， the precipitation amount of MgCr 2O 4 is maximum. The precipitation amount of FeCr 2O 4 spinel decreases with the increase of MgO. With the increase of FeO content ， the precipitation amount of MgCr 2O 4 spinel decreases and the amount of FeCr 2O 4 spinel increases.收稿日期：2022-05-06；修回日期：2022-08-29基金项目：国家自然科学基金资助项目（51704201）通信作者：许继芳（1984—　），博士，副教授，主要研究方向为冶金物理化学及资源综合利用。

矿物晶体化学式计算⽅法矿物晶体化学式计算⽅法⼀、有关晶体化学式的⼏个基本问题1.化学通式与晶体化学式化学通式(chemical formula)是指简单意义上的、⽤以表达矿物化学成分的分⼦式，⼜可简单地称为矿物化学式、矿物分⼦式。

晶体化学式(crystal-chemical formula)是指能够反映矿物中各元素结构位置的化学分⼦式，即能反映矿物的晶体化学特征。

举例：(1)钾长⽯的化学通式为：KAlSi3O8或K2O?Al2O36SiO2，⽽其晶体化学式则必须表⽰为K[AlSi3O8 ]；(2)磁铁矿的化学式可以写为：Fe3O4，但其晶体化学式为：FeO?Fe2O3。

(3)具Al2SiO5化学式的三种同质多像矿物：红柱⽯、蓝晶⽯和⼣线⽯具有不同的晶体化学式：2. 矿物中的⽔⾃然界中的矿物很多是含⽔的，这些⽔在矿物中可以三种不同的形式存在：吸附⽔、结晶⽔和结构⽔。

吸附⽔：吸附⽔以机械吸附⽅式成中性⽔分⼦状态存在于矿物表⾯或其内部。

吸附⽔不参加矿物晶格，可以是薄膜⽔、⽑细管⽔、胶体⽔等。

当温度⾼于110?C时则逸散，它可以呈⽓态、液态和固态存在于矿物中。

吸附⽔不写⼊矿物分⼦式。

结晶⽔：结晶是成中性⽔分⼦参加矿物晶格并占据⼀定构造位置。

常作为配位体围绕某⼀离⼦形成络阴离⼦。

结晶⽔的数量与矿物的其它组份呈简单⽐例。

如⽯膏：Ca[SO4] ?2H2O。

结构⽔(或称化合⽔)：常以H2O+表⽰，结构⽔呈H+、OH-、H3O+等离⼦形式参加矿物晶格。

占据⼀定构造位置，具有⼀定⽐例。

通常以OH-最常见。

H3O+离⼦少见，也最不稳定，易分解：H3O+→H++ H2O。

结构⽔如沸⽯⽔、层间⽔等。

由于H3O+与K+⼤⼩相近，⽩云母KAl2[AlSi3O10](OH)2在风化过程中K+易被H3O+置换形成⽔云母(K,H 3O+)Al2[AlSi3O10](OH)2。

由于结晶⽔和结构⽔要占据⼀定的矿物晶格位置，所以在计算矿物晶体化学式要考虑它们的数量。